Как отличить легкую воду от тяжелой

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №6)
pic_2017_06_18-1.jpg

Структура координационного полимера (по результатам рентгеноструктурного анализа). Показан вид вдоль оси координат, совпадающей с направлением формирования пор полимера

Возможно, в скором времени для идентификации различных растворителей и измерения их концентрации нужны будут только ультрафиолетовый фонарик и полоска фильтровальной бумаги, пропитанная раствором нового полимера с фотолюминесцентными свойствами («Chemical and Engineering News», 2017, 2, 4, 579—589, doi: 10.1016/j.chempr.2017.02.010). Новая тест-система позволяет в том числе обнаружить следы обычной воды в дейтериевой D2O.

Нет необходимости объяснять, сколько пользы принесет индикатор для быстрого выявления органических растворителей, попавших в окружающую среду, например, после аварии на производстве. Сегодня для этого приходится отбирать образцы и анализировать их в лабораторных условиях. Ситуацию может изменить новый полимер —металлоорганическая структура с фотолюминесцентными свойствами, содержащая трехвалентные ионы тербия или европия. С его помощью можно даже решить сложную аналитическую задачу — определить содержание легкой воды H2O в тяжелой D2O. Проверять степень чистоты D2O необходимо, когда ее используют в качестве источника тяжелого водорода для введения дейтериевых меток либо для калибровки ЯМР-спектрометров.

Новый материал получили в лаборатории профессора Саймона Хэмфри (Техасский университет в Остине). Это металлоорганический каркасный полимер, который пока называется его создателями только в соответствии с маркировкой PCM-22. Полимер
образуют трис(пара-карбоксилато) трифенилфосфиновый лиганд, который выполняет роль линкера, и ионы европия(III), гадолиния(III) или тербия(III). Каждый из ионов лантаноидов характеризуется уникальным излучением: EuIII излучает красный свет, GdIII — ультрафиолет, а TbIII — зеленый свет. Когда полимер попадает в растворитель, молекулы растворителя входят в поры, и флуоресценция иона лантаноида гасится. Характеристика
этого процесса и соответственно тип спектра уникальны для каждой комбинации «лантаноид-растворитель», отсюда и возможность идентификации.

Исследователи получили четыре металлоорганические каркасные структуры с различным соотношением лантаноидов, воздействовали на каждый из четырех координационных полимеров разными растворителями, а затем облучали светом с длиной волны 365 нм. Так они получили индивидуаль-ные спектры эмиссии для комплексов полимеров с H2O, D2O, метанолом, этанолом, толуолом, бензолом и еще двенадцатью органическими растворителями. Как выяснилось, спектры настолько разные, что растворители можно отличить по ним, как по отпечат-кам пальцев. В некоторых случаях даже не нужен спектрометр — индикаторная бумага с координационными поли-мерами позволяет различить раство-рители так же просто и безошибочно, как лакмусовая распознает кислый и щелочной растворы.

Авторы исследования утверждают, что, по предварительным данным, новый материал может селективно распознавать галогены и ионы тяжелых металлов. Однако главное его преимущество — способность обнаружить даже следовые количества обычной воды в D2O.

Разные разности

18.04.2018 10:00:00

Авторы исследования, опубликованного в «Nature Human Behavior», ведовство изучать не собирались, их темой были сотрудничество и взаимопомощь в сельских общинах. Однако в процессе работы выяснилось, что в деревнях на юго-западе Китая, в провинции Сычуань, примерно 13,7% населения живет с прозвищем «чжу» или «чжубо» — злые колдуны.

>>
02.04.2018 10:00:00

...китайские ученые успешно клонировали приматов — макак-крабоедов Macaca fascicularis переносом ядра соматической клетки; 79 эмбрионов имплантировали 21 самке, в итоге родились два детеныша, Чжун-Чжун и Хуа-Хуа...

>>
29.03.2018 10:00:00

Все говорят об ультразвуковом общении дельфинов: ну как же — загадочные красивые существа, приматы моря, интересно, что у них за язык такой. Менее известно публике ультразвуковое пение мышей.

>>
28.03.2018 10:00:00

Даже далекие от экологии люди в курсе, что с лесами на Земле творится неладное и нужно сажать деревья, пока не стало поздно. Китай взялся за дело энергично: с 2013 года в 26 китайских провинциях восстановлено 27,8 млн гектаров леса. Авторы статьи в свежем номере «Nature Sustainability» сообщают, что успехи уже видны на спутниковых снимках.

>>
05.03.2018 10:00:00

...особенность атмосферы Марса — присутствие пылевых частиц в широком диапазоне высот, а если учесть наличие ионосферы и высокой проводимости среды на низких высотах, то плазменно-пылевые эффекты должны быть обычным явлением...

>>